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文档简介
专题02欧姆定律目录【题型1电流与电压、电阻的关系】 1【题型2欧姆定律及其应用】 5【题型3欧姆定律的内容及其理解】 10【题型4欧姆定律的简单计算】 14【题型5电路的动态分析】 19【题型6电表的改装】 25【题型7电路故障的分析】 27【题型8电阻的测量】 30TOC\o"1-3"\h\u【题型1电流与电压、电阻的关系】1.小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是()A.保持变阻器滑片不动 B.将变阻器滑片适当向左移动C.将变阻器滑片适当向右移动 D.适当增加电池的节数【答案】C【详解】ABC.要探究“一段电路中电流跟电阻的关系”,需要保持该电阻两端的电压大小不变,从图中可以看到,这是一个串联电路,电阻与滑动变阻器是串联的,在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω,即A、B两点间的电阻变大,滑动变阻器接入电路的电阻大小不变,根据串联电路的分压原理可知,A、B两点间电阻的电压变大,电压表的示数也变大,此时若想电压减小到与原来的值相同应该增大滑动变阻器的阻值使电路中的电流减小,所以应将滑片适当向右端滑动,使电压表的示数与原来相同,故A、B不符合题意,C符合题意;D.适当增加电池的节数,这样会使电源电压增大,A、B两点间电阻的电压更加大,不能保持电压不变,故D不符合题意。故选C。2.在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是()A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最右端B.用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠左C.实验过程中移动滑片的作用是控制电阻两端的电压一定D.实验获得多组数据是为了减小实验误差【答案】AC【详解】A.闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,由图可知该实验中P应置于右端,故A正确;B.探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,用10Ω电阻替换5Ω电阻时,由分压原理可知,电压表示数变大,要保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,由图可知,此时应将滑片向右适当调节,即用10Ω电阻实验,读数时的滑片位置比5Ω电阻读数时更靠右,故B错误;C.在探究“导体电流与电阻关系”时,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变,故C正确;D.探究电流跟电阻的关系时,要控制电压不变,多次改变定值电阻的阻值,记录电流值,目的是使实验结论具有普遍性,故D错误。故选AC。3.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”时,电源电压恒为4.5V,定值电阻分别为5Ω、10Ω、20Ω,滑动变阻器规格为“25Ω
0.5A”,电压表(量程为0~3V),电流表(量程为0~0.6A)。要完成三次实验,实验中定值电阻R两端电压最大值为,在此电压下进行实验,滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值分别为、,则下列()①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最左端②调节滑动变阻器的过程中,应观察电压表,控制其示数为某定值③
④A.只有①④正确 B.只有②③正确C.只有②③④正确 D.只有②④正确【答案】B【详解】①为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端。②在“探究电流与电阻的关系”时,保持电压表的示数不变,调节滑动变阻器的过程中,应观察电压表,控制其示数为某定值,故②正确;③电流表选用小量程,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,即电路中最大电流为0.5A,当电路中电流最大,定值电阻阻值最小时,定值电阻两端电压最大,故定值电阻两端最大电压为Umax=I大R定小=0.5A×5Ω=2.5V故③正确;④由③可知电路中最大电流为0.5A,此时变阻器的阻值最小,变阻器的最小阻值用5Ω、10Ω、20Ω三个电阻都能完成实验,需要提高定值电阻两端电压,在此电压下,即定值电阻两端电压为2.5V时,所以滑动变阻器两端电压保持2V不变,由串联分压原理知,定值电阻最大时,滑动变阻器阻值也最大。变阻器接入最大阻值时,恰能使定值电阻为最大值,变阻器的最大阻值是25Ω,所以故④错误。故选B。4.小明同学为了探究电流跟电阻的关系,在如图所示的情况下,将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,下一步的操作应当是()A.将滑动变阻器滑片适当向右移动,观察电压表示数B.将滑动变阻器滑片适当向右移动,观察电流表示数C.将滑动变阻器滑片适当向左移动,观察电压表示数D.将滑动变阻器滑片适当向左移动,观察电流表示数【答案】A【详解】将AB两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻,根据串联电路分压原理,则AB间的电压增大;为保持AB间的电压不变,要移动滑片使AB间的电压减小,故将滑动变阻器的滑片向右移动。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。5.如图所示,在探究“电流与电阻关系”时,电源电压3V恒定不变。实验准备了阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V,下列说法正确的是()A.用10Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变大B.用10Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变小C.用20Ω电阻替换,滑片P应向左端移动,电流表示数变大D.用20Ω电阻替换,滑片P应向右端移动,电流表示数变小【答案】D【详解】由图知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测量定值电阻两端电压,在探究“电流与电阻关系”时,要控制定值电阻两端的电压保持不变。用10Ω或20Ω电阻替换,由串联分压的特点可知,此时定值电阻两端的电压变大,所以滑片P应向右端移动,增大滑动变阻器连入电路的阻值,增大滑动变阻器两端分压,减小定值电阻两端分压,直至电压表示数为2V。电路中总电阻变大,由可知,电路中电流减小,所以电流表示数变小。故选D。6.下列实验在探究时都要反复进行多次,目的是为了减小误差的是()A.探究串联电路电流的关系 B.伏安法测电阻C.探究并联电路电压的关系 D.探究电流与电压、电阻的关系【答案】B【详解】ACD.探究串联电路电流的关系、探究并联电路电压的关系、探究电流与电压、电阻的关系,多次测量目的是寻找规律,避免结论的偶然性,故ACD不符合题意;B.“伏安法测电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值,目的是取平均值,减小测量误差,故B符合题意。故选B。【题型2欧姆定律及其应用】7.如图所示,电源电压6V不变,小灯泡标有“6V3W”,滑动变阻器标有“18Ω1A”,电压表所接量程为“0~3V”,电流表所接量程为“0~0.6A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关,为保证电路安全,下列不正确的是()A.电路的最大功率为3WB.滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12ΩC.电路中通过的最小电流为0.2AD.小灯泡的最小功率为0.75W【答案】C【详解】A.由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表被短路,此时电路总电阻最小,电路的总功率最大,又因为小灯泡的额定电压为6V,等于电源电压,所以可知电路的最大功率等于小灯泡的额定功率,为3W,故A正确,不符合题意;BCD.因为电压表测量滑动变阻器两端电压,其量程为“0~3V”,则可知滑动变阻器两端的最大电压为3V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因为小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,所以可得小灯泡的电阻为当滑动变阻器两端的电压为最大值3V时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据串联电路的电压规律可得小灯泡两端的电压为3V,则电路中的电流为这个电流也是电路的最小电流值,此时滑动变阻器的阻值为即滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω,因为此时电路中的电流最小,所以此时小灯泡的功率也最小,为Pmin=IminUL=0.25A×3V=0.75W故B、D正确,不符合题意,C错误,符合题意。故选C。8.如图所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω;0.5A”字样;滑动变阻器R2标有“20Ω;1A”字样,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,在不损坏电路元件的情况下,下列做法正确的是()A.电路中电流最大是0.6AB.R1两端电压不能超过3VC.滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化【答案】D【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故电路中的最大电流为0.5A,故A错误;B.根据可知,当R1通过的电流最大,为0.5A时,R1两端的电压最大,为故B错误;C.电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻为因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,故滑动变阻器接入电路中的最小阻值为根据串联分压知识可知,当R2的阻值越大,其两端分的电压越大,根据可知,此时电路中的电流最小,故当电压表的示数3V时,电路中的电流最小,为此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,为则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故C错误;D.根据可知,电路消耗的最大功率为电路消耗的最小功率为所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,故D正确。故选D。9.如图,电源电压为U,且保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于b端时,电压表V2的示数为。现将滑片从b端移动到中点,则()A.电流表A的示数变小B.电压表V1的示数不变C.电压表V1和V2的示数之和变大D.电压表V1示数的变化量大于电压表V2示数的变化量【答案】C【详解】A.根据电路图可知,三个电阻串联,电压表V1测R与R2两端的电压,V2测R2的电压,电流表测电路的电流;闭合开关,将滑片从b端移动到中点,滑动变阻器连入电路的电阻变小,由串联电阻的规律,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,电流表示数变大,故A不符合题意;B.根据可知,R1两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知,R与R2两端的电压小,所以V1的示数变小,故B不符合题意;CD.电源电压为U,当滑片在b点时,电压表V2的示数为,根据串联电路电压的规律,R1与变阻器两端的电压为根据串联电路的分压规律可知根据串联电路电压的规律,电压表V1示数变化量等于R1两端电压的变化量,电压表V2示数变化量等于R2两端电压变化量,因R2>R1,电压表V1示数减小量小于电压表V2示数增大量,电压表V1和V2的示数之和变大,故C符合题意,D不符合题意。故选C。10.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是()A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象B.滑动变阻器R2的最大阻值为70ΩC.当滑片P位于滑动变阻器中点时,电流表示数为0.5AD.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【答案】B【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,且电流随着电压的增大时而增大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;BCD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=U1+U2=4V+14V=18V定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为当滑片P位于滑动变阻器中点时,R'2=35Ω,电路的总电阻为R=R1+R'2=20Ω+35Ω=55Ω电流表示数为故B正确,CD错误。故选B。11.如图所示,长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起,如果在AC两端加上一定的电压U,设通过AB、BC的电流分别为I1、I2;AB、BC两端的电压分别为U1,U2;镍铬合金棒AB、BC的电阻分别为R1、R2,则()A.I1=I2,R1=R2,U1=U2 B.I1=I2,R1>R2,U1<U2C.I1=I2,R1>R2,U1>U2 D.I1>I2,R1<R2,U1=U2【答案】C【详解】不考虑温度的影响时,材料和长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小,由图可知,金属棒AB的横截面积小于金属棒BC的横截面积,所以,由图可知,金属棒AB和金属棒BC串联,所以通过它们的电流大小关系为,根据可知,金属棒AB和金属棒BC两端的电压大小关系为,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。12.在如图所示电路中,当开关S闭合时,下列说法不正确的是()A.通过R1和R2的电流相等B.滑片P从a端滑向b端过程中,电压表示数变大C.滑片P滑到a端时,电压表示数为零,电流表示数达到最大值D.如果滑动变阻器滑片处接触不良,电流表、电压表都没有示数【答案】D【详解】由电路图可知,当开关S闭合时,R1与变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。A.由串联电路电流的规律知通过R1和R2的电流相等,故A正确,不符合题意;B.滑片P从a端滑向b端过程中,变阻器R2阻值变大,根据串联电路的分压原理知电压表示数变大,故B正确,不符合题意;C.滑片P滑到a端时,电压表被短路而无示数,此时变阻器阻值为零,总电阻最小,根据可知电路中的电流最大,故C正确,不符合题意;D.如果滑动变阻器滑片处接触不良,电路中电流表无示数,电压表串联到电路中,测电源电压,则电压表有示数,故D错误,符合题意。故选D。【题型3欧姆定律的内容及其理解】13.关于欧姆定律的变形公式R=,下列说法正确的是()A.导体的电阻的大小和导体两端的电压成正比B.导体的电阻的大小和通过导体的电流成反比C.导体的电阻的大小等于导体两端电压与通过导体电流的比值D.导体两端不加电压时,导体的电阻为零【答案】C【详解】电阻是导体本身的性质,与材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,根据欧姆定律故ABD错误,C正确。故选C。14.关于欧姆定律,下列说法中正确的是()A.欧姆定律是只通过理论推导得出的规律B.欧姆定律反映出了导体电阻跟电流和电压之间的关系C.由欧姆定律变形得,说明电阻与电压成正比,与电流成反比D.欧姆定律中的I、U和R反映的是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系【答案】D【详解】A.欧姆定律是通过实验结果归纳总结得出的,故A错误;B.欧姆定律反映出了导体中的电流与导体的电压和电阻之间的关系,故B错误;C.由欧姆定律变形得,但电阻是导体本身的一种属性,其大小与导体的长度、材料和横截面积有关,与电压和电流无关,故C错误;D.欧姆定律公式中的I、U和R具有同一性、同时性,即必须是同一段电路中同一时刻的电流、电压和电阻关系,故D正确。故选D。15.如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知()A.乙是小灯泡的I-U图像B.定值电阻的阻值为5ΩC.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1AD.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路中的电流是0.4A【答案】D【详解】A.定值电阻的阻值不变,其通过的电流和两端的电压成正比,由此可知,图像乙是定值电阻R的I—U图像,则图像甲是灯泡L的I—U图像,故A不符合题意;B.由图像可知,定值电阻R两端的电压为4V时,通过R的电流为0.4A,由可知定值电阻R的阻值故B不符合题意;C.并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,由图像可知,定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,通过L的电流为0.8A,通过R的电流0.4A,由并联电路的电流特点可知,干路的电流故C不符合题意;D.串联电路各处电流相等,由图像可知当通过电路的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压故D符合题意。故选D。16.在“探究电流与电压关系”的实验中,分别用R1、R2两个电阻进行探究,并根据各自的实验数据绘制出如图所示的关系图像,从图中可以看出R1与R2的大小关系是()A.R1>R2 B.R1=R2 C. D.无法确定【答案】A【详解】由图像(见下图)得出:当R1与R2两端电压相同时,,电压一定时,导体中通过的电流与电阻成反比,所以。故选A。17.如图甲,R1为定值电阻,RP为滑动变阻器,闭合开关,RP的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是()A.电源电压为3V,R1阻值为1.8ΩB.电路消耗的最小功率为0.6WC.当电流为0.4时,RP与R1阻值之比为2∶1D.当RP总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比为5∶6【答案】B【详解】A.由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压;图甲中,滑动变阻器滑片移动到最左端时,滑动变阻器阻值为零,仅定值电阻接入电路,此时电路电流最大,定值电阻两端电压最大且等于电源电压,由图乙可知:电压表示数最大为3V,即电源电压为3V;当电压表示数为3V时,电路电流为0.6A,由欧姆定律可知,定值电阻R1的阻值为故A错误;B.由图乙可知:电路最小电流I小=0.2A,因电源电压为3V不变,由可知,电路消耗的最小功率为故B正确;C.由图乙可知:当电流为0.4A时,定值电阻两端电压U2=2V,则滑动变阻器两端电压滑动变阻器与定值电阻电压之比为1∶2,根据串联分压特点可知:RP与R1阻值之比为1∶2,故C错误;D.由题意可知:当滑动变阻器滑片移到最右端时,滑动变阻器阻值最大,电路总电阻最大,电路电流最小;由图乙可知,此时定值电阻两端电压为1V,电路电流为0.2A,由欧姆定律可知:此时滑动变阻器的阻值当RP总阻值的接入电路时,滑动变阻器阻值为因滑动变阻器与定值电阻串联,通过两者的电流相等,由可知,它与定值电阻消耗的功率之比为故D错误。故选B。18.如图所示是电阻甲和乙的图象,下列说法正确的是()A.甲的电阻值保持不变B.乙的电阻值保持不变C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.4AD.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,总阻值为【答案】D【详解】A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,即甲的电阻不变,当甲两端电压为4V,是通过甲的电流为0.2A,则甲的电阻为故A错误;B.由图象可知,乙对应的图象是曲线,U与I的比值不断变化,即乙的阻值是变化的,故B错误;C.由图象可知,甲、乙并联在电路中,电压为2V时,通过甲的电流为0.1A,通过乙的电流为0.2A,电路总电流为故C错误;D.由图象可知,甲、乙串联在电路中,当电流为0.2A时,甲两端电压为4V,乙两端电压为2V,串联电路总电压为电路总电阻为故D正确。故选D。【题型4欧姆定律的简单计算】19.如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻,图乙为小灯泡L的关系图象。当只闭合开关时,电阻功率为,电流表示数为,电路的总功率为;当开关、闭合,断开时,电流表示数为,电路的总功率为;当开关闭合,断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为,电路的总功率为。已知,下列说法中(
)①
②
③
④A.只有②④正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确【答案】A【详解】①②由图甲可知,当只闭合开关时,只有R1和电流表接入电路中,电路的总功率等于R1的电功率,P1=1.8W,电源电压当开关、闭合,断开时,电阻R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,已知,所以电路的总功率P2=5P1=5×1.8W=9W电路的总电阻由电阻的并联可知R2=5Ω故②正确,①错误;③④当开关闭合,断开时,灯泡L和电阻R1并联,电流表测量干路中的电流,灯泡L两端的电压等于电源电压,灯泡L两端的电压是6V,由图乙可知,通过灯泡的电流是0.3A,灯泡电阻灯泡的电功率为PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W电阻R1的电功率是1.8W,电路的总功率为P3=P1+PL=1.8W+1.8W=3.6W故④正确,③错误。故选A。20.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是(
)A.通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶2 B.R1、R2两端的电压之比U1∶U2=2∶1C.相同时间R1、R2消耗电功之比W1∶W2=1∶2 D.R1、R2的电功率之比P1∶P2=2∶1【答案】C【详解】A.闭合开关S,R1、R2串联,则通过两电阻的电流相等,即,故A错误;B.电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,则R1、R2两端的电压之比为故B错误;C.相同时间R1、R2消耗电功之比故C正确;D.R1、R2的电功率之比故D错误。故选C。21.现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2,为了比较它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图所示的四种电路,其中不可行的是图()A. B. C. D.【答案】A【详解】A.两电阻串联,电流表测量通过电路的电流,串联电路电流处处相等,无法比较两电阻阻值的大小,故A符合题意;B.两个电阻串联,两个电压表分别测量两个电阻两端的电压,根据电压的大小就可以比较出电阻的大小,方案可行,故B不符合题意;C.两电阻并联在电路中,根据欧姆定律和并联电路电压规律可知,电阻越大,通过电阻的电流越小,方案可行,故C不符合题意;D.两个电阻并联,一个电流表测干路电流,一个测支路电流,根据并联电路的电流特点,可以求出另一支路的电流大小,根据欧姆定律和并联电路电压规律可知,电阻越大,通过电阻的电流越小,方案可行,故D不符合题意。故选A。22.如图所示电路,电源电压恒定,R1=10Ω,R2=8Ω,R3不知道为多少。当开关K扳到位置1时,电压表V读数为2.0V,当开关扳到位置2时,电压表读数可能是()A.2.2V B.1.9V C.1.5V D.1.4V【答案】B【详解】由电路图可知,当开关K扳到位置1时,R1与R3串联,电压表测R1两端的电压,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流电压表的示数则U=0.2A×(10Ω+R3)当开关扳到位置2时,R2与R3串联,电压表测R2两端的电压,则电路中的电流电压表的示数所以故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。23.小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验。两个灯泡的I-U图像如图所示,在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是()A.灯泡中的电流与电压不成正比,此时不适用于欧姆定律B.当L1正常发光时,通过L1的电流为0.5AC.当L1和L2并联接在电源电压为4V的电路中,电路总功率为4WD.当L1和L2串联且有一个灯正常工作时,另一个灯的功率为1W【答案】D【详解】A.由图像可知,通过灯泡的电流与电压不成正比,但根据图像可知小灯泡两端某一电压值和该电压值下流过灯泡的电流值,利用欧姆定律可计算此时小灯泡的电阻,即此时欧姆定律仍适用,故A错误;B.当L1正常发光时,由题可知通过L1的额定电流为故B错误;C.因并联电路两端电压相等,所以当L1和L2并联接在电源电压为4V的电路时,由图像可知,通过L1的电流为0.8A,通过L2的电流为0.4A,又因干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流为I=I1+I2=0.8A+0.4A=1.2A则电路总功率为P=UI=4V×1.2A=4.8W故C错误;D.已知灯泡L2的额定电压为6V,根据图像可知通过L2的额定电流为0.5A,因通过L1的额定电流为1.0A,且串联电路各处电流都相等,当电路中的电流为I0=0.5A时,此时灯泡L2正常发光,由图像可知,此时L1两端电压为U0=2V,则L1的实际功率为P实=U0I0=2V×0.5A=1W故D正确。故选D。24.小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法中正确的是()A.不放重物时,小灯泡L的亮度最暗B.与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯C.重物的质量越大,电流表示数越小,电压表示数也越小D.重物的质量越小,电路中的电流越小【答案】B【详解】由图可知,电阻R与L串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压。A.不放重物时,弹簧最长,此时滑动变阻器的滑片位于最上端,R阻值最小,根据欧姆定律可得,此时电路中的电流最大,灯泡的亮度最亮,故A错误;B.重物的质量越大,变阻器连入电路的电阻越大,电路的总电阻越大,可知电路中的电流越小,电流表的示数越小,由串联电路的分压特点可知,电压表的示数越大,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯,故B正确;C.重物的质量越大,滑动变阻器接入电路中电阻越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压越大,电压表示数越大;此时电路的总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小,电流表示数越小,故C错误;D.重物的质量越小,滑动变阻器接入电路中电阻越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,故D错误。故选B。【题型5电路的动态分析】25.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电流表与电压的变化如乙图所示,下列说法正确的是()A.定值电阻R0的阻值是15ΩB.电源电压为5VC.滑动变阻器的最大阻值10ΩD.当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电流表的示数是0.3A【答案】D【详解】AB.由图甲可知,电路为定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压。由图乙中数据可得电源电压为……①……②电源电压保持不变,由①②解得U=3.5V,R0=6.5Ω,故AB错误;C.由图乙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,其两端的电压最大,电流最小,故滑动变阻器的最大阻值为故C错误;D.由串联电路电阻的规律和欧姆定律可得,当滑动变阻器的滑片P移至中点时,电路中的电流为故D正确。故选D。26.如图所示的电路中,电源电压一定,开关S闭合后,有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片,此时观察到只有一个电表指针的位置在改变,则故障是()A.变阻器R短路B.电灯L短路C.变阻器R断路D.电灯L断路【答案】B【详解】A.若变阻器R短路,闭合开关,电路中形成电流,电压表测灯泡两端电压,电流表和电压表都产生偏转,移动已经短路的变阻器,不会对电路产生影响,故A不符合题意;B.若灯泡短路,电压表测导线两端电压,示数为零,闭合开关,电路中形成电流,电流表有偏转,滑动变阻器滑片的移动会改变该串联电路的电阻,故电流表示数会产生变化,但电压表示数依旧是零,故B符合题意;C.若变阻器断路,串联电路无电流,电流表指针不偏转,同时电压表所在支路也断开,即电压表指针也不会产生偏转,滑动变阻器滑片的移动也不会对电流表和电压表指针位置产生影响,故C不符合题意;D.若灯泡断路,串联电路无电流,电流表指针不偏转,此时电压表直接接在电源两端,测量电源电压,滑动变阻器滑片的移动不会对电源电压产生影响,故此过程电流表和电压表的指针位置都不会产生变化,故D不符合题意。故选B。27.近十年,中国高铁从追赶到领跑,实现了完美超越。如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。当激光发生器射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时,光照强度减弱,下列说法不正确的是()A.光敏电阻R的阻值增大 B.电流表的示数增大C.电压表的示数增大 D.电压表与电流表示数之比变大【答案】B【详解】ABC.分析电路可知,光敏电阻和定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测的电压。当激光发生器射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时,光照强度减弱,由乙图可知,光敏电阻阻值增大,则总电阻变大,根据可知电流表的示数变小,串联分压原理可知电压表的示数增大,故AC正确,不符合题意,B错误,符合题意;D.电压表的示数增大,电流表的示数变小,所以电压表与电流表示数之比变大,故D正确,不符合题意。故选B。28.如图所示的电路,电源电压保持5V不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样(灯泡电阻不变)1标有字样“15Ω,1A”,定值电阻R2=50Ω,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V。在保证各元件安全工作的情况下()①只闭合开关S和S2,灯泡L的最大功率为1.6W②只闭合开关S和S2,电压表V1的示数范围为2V~3V③只闭合开关S、S1和S3,滑动变阻器的取值范围为5Ω~15Ω④任意闭合开关,整个电路的最大功率与最小功率的比为3∶1A.③④正确 B.①②正确C.②④正确 D.①③正确【答案】C【详解】由可得小灯泡的电阻①只闭合开关S和S2,灯泡L和变阻器R1串联,V1测变阻器两端的电压,V2测灯泡两端的电压,因两个电压表均选用小量程,则电压表V2示数最大为3V时,灯泡L的功率最大,则灯泡L的最大功率故①错误;②只闭合开关S和S2,灯泡L和R1串联,电压表V4测量R1两端电压,电压表V2测量灯泡两端的电压,电压表V2的量程为0~3V,当电压表的示数最大:U2大=3V时,根据串联电路电压规律可知,V1的示数最小为U1小=U﹣U2大=5V﹣3V=2V当变阻器接入阻值最大为15Ω时,电路中的电流最小为U1示数最大为U1大=I小R1大=0.2A×15Ω=3V所以电压表V8的示数范围为2V~3V,故②正确;③只闭合开关S、S1和S3,灯泡L被短路,R1、R2并联,电流表测干路电流,在保证各元件安全工作的情况下,电路中电流最大为0.6A时,滑动变阻器R1接入电路中的电阻最小,此时通过R2的电流为通过R1的电流为I1大=I大﹣I2=0.6A﹣0.1A=0.5AR1接入电路中电阻最小为又因为R1的最大电阻为14Ω,所以滑动变阻器的取值范围为10Ω~15Ω;故③错误;④任意闭合开关,根据P=UI可知,在电源电压一定时,当电路中电流最大时,电功率最大,当电路中电流最小时,电功率最小,当R1、R2并联,调节滑动变阻器R1接入电路中电阻最小,使得电路中最大的电流为0.6A,此时电路中的最大电功率为P大=UI大=5V×0.6A=3W当灯泡L、R1串联且R1接入电路中电阻最大为15Ω时,电路中电阻最大,电流最小,此时电路中的最小电功率为整个电路的最大功率与最小功率的比为P大∶P小=3W∶1W=3∶1故④正确,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。29.道路千万条,安全第一条;开车不喝酒,喝酒不开车。为了促进司机遵守交通法规,交警经常用酒精浓度测试仪检查酒驾,如图甲所示电路图是其原理图,电源电压U为12V,定值电阻R2的阻值为20Ω,R1是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是()A.酒精浓度越大,气敏电阻R1的阻值越大B.酒精浓度越大,电压表示数越大C.当酒精浓度为80mg/100mL时,电流表的示数为0.3AD.当酒精浓度为0时,电压表示数为9V【答案】C【详解】A.由图乙可知,酒精浓度越大,气敏电阻R1的阻值越小,故A错误;B.由甲图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻R1两端的电压,电流表测电路的电流;酒精浓度越大,气敏电阻R1的阻值越小,根据串联分压的规律可知气敏电阻R1两端的电压越小,即电压表的示数越小,故B错误;C.由乙图可知,当酒精浓度为80mg/100mL时,R1=20Ω,此时电路的总电阻R=R1+R2=20Ω+20Ω=40Ω此时电路中的电流(电流表的示数)故C正确;D.当酒精浓度为0时,R'1=100Ω,此时电路的总电阻R'=R'1+R2=100Ω+20Ω=120Ω此时电路中的电流(电流表的示数)电压表示数为U'=I'R'1=0.1A×100Ω=10V故D错误。故选C。30.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑片P由a端向b端移动的过程中,下面的说法中哪些是正确的()A.电压表V1示数变大,V2示数变大,电流表A的示数变大B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变小C.电流表的示数变小,电压表V1的示数与电流表的示数之比变小D.两个电压表示数的变化量数值是相等的【答案】D【详解】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;AB.将滑动变阻器R2的滑片P由a端向b端移动的过程中,接入电路中的电阻变大,由可知,电路中的电流变小;由可知,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小;因串联电路中总电压等于各分电压之和,电压表V2的示数变大,故AB错误;C.电压表V1示数与电流表A示数之比为R1的阻值,保持不变,故C错误;D.根据串联电路的电压规律可知,V1示数的变化量等于电压表V2示数的变化量,故D正确。故选D。【题型6电表的改装】31.如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器的电阻片,它与杠杆的滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,从油量表指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则下列说法正确的是()A.油量表是由电压表改装而成B.定值电阻R0可以拆掉不用C.油量增加,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变大D.油量减少,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变小【答案】D【详解】A.由图可知,定值电阻R0、滑动变阻器R1、油量表串联接入电路,根据电流表、电压表的使用规则可知油量表是电流表,故A错误;B.当油量加满时,浮子上升到最高,滑杆右端下降到最低,滑动变阻器接入电路的电阻最小,若拆掉定值电阻R0,电路发生短路,会损坏油量表和电源,故B错误;C.当油量增加时,浮子上升,滑杆右端下降,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,所以油量表指针的偏转变大,故C错误;D.当油量减小时,浮子下降,滑杆右端上升,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知,电路中的总电阻变大,根据可知,电路中的电流变小,所以油量表指针的偏转变小,故D正确;故选D。32.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,则下列说法正确的是(
)A.电路中R和R0是并联连接的 B.油量表是由电流表改装而成的C.油位越高,通过R0的电流越小 D.油位越低,R两端的电压越大【答案】D【详解】AB.如图所示,油量表与R是并联的,根据电压表与电流表使用的方法,油量表如果是电流表则会引起R短路,其示数不变,所以应选择电压表改装,此时电流从电源正极出发,依次经过R、R0回到负极,即电路中R和R0是串联连接的,故AB错误;C.油位越高,滑片向下移动,接入电路中的电阻变小,根据欧姆定律,电压一定,总电阻变小,通过R0的电流越大,故C错误;D.油位越低,滑片向上移动,R接入电路中的电阻变大,根据串联电路分压的规律,R两端的电压变大,故D正确。故选D。33.小海同学用量程为1mA的电流表(该电流表可看作为导线,内部电阻可忽略),按如图所示电路改装成量程分别为3V和0.6A的多用电表,图中R1和R2为定值电阻,S为开关.下列说法正确的是()A.开关S闭合时,这个多用电表为电压表B.R1的阻值为300ΩC.R2的阻值约为5.0ΩD.表笔A是该电表的“+”接线柱【答案】C【详解】A.由电路图知道,开关S闭合时,R1与电流表支路并联,由并联电路的电流特点知道,通过整个电路的电流增大,即电流表量程扩大,是电流表,可以测电流,故A错误;B.开关S断开时,只有R1连入,此时电表为电压表,由于电压表量程为3V,由知道,=3000Ω,故B错误;C.电表为电压表时,由于量程为0.6A,则I2=I﹣Ig=0.6A﹣0.001A=0.599A;由知道,≈5Ω,故C正确;D.电流表应保证电流从正接线柱流入,负接线柱流出,所以,表笔A是该电表的“﹣”接线柱,故D错误.【题型7电路故障的分析】34.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,过了一会儿,两电表的示数都变大()A.灯L短路 B.灯L断路C.电阻R断路 D.电阻R短路【答案】A【详解】A.由图可知,灯与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,根据串联电压规律可知,此时电压表示数小于电源电压;当灯L短路时,灯不亮,电路中总电阻变小,总电压不变,根据可知,总电流变大,电流表示数变大,电压表此时测电源电压,示数变大,故A符合题意;B.灯L断路时,整个电路断路,两电表均无示数,灯不亮,故B不符合题意;C.电阻R断路时,整个电路断路,电流表示数变成零,灯不亮,电压表测电源电压,示数变大,故C不符合题意;D.电阻R短路时,电路中总电阻变小,总电压不变,根据可知,总电流变大,电流表示数变大,与定值电阻并联的电压表也被短路,示数变为零,故D不符合题意。故选A。35.在图所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S闭合后,小灯L不发光。若电路中只有一处故障,且只发生在小灯L或电阻R上。现尝试用下列三种方法来检测电路中的故障:①用完好的小灯L′替换L;②用完好的小灯L′替换R;③将一个完好的电流表串联在电路中,并将一个完好的电压表与L并联。其中能够检测出具体故障的方法是()A.①和② B.②和③C.只有③ D.①、②和③【答案】B【详解】①用完好的小灯L′替换L,若小灯L′亮,则可能是灯L短路,也可能是灯L断路,故不能检测出具体故障;②用完好的小灯L′替换R,若两灯都亮,则是R断路,若两灯都不亮,则是灯L断路,若L′亮L不亮,则是灯L短路,能够检测出具体故障;③将一个完好的电流表串联在电路中,并将一个完好的电压表与L并联,若两表都无示数则是R断路,若电流表有示数、电压表无示数则是灯L短路,若是电流表无示数、电压表有示数则是灯L断路,能够检测出具体故障;故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。36.如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S后,过了一会儿灯L突然变亮,电压表和电流表示数都变大()A.灯L短路 B.灯L断路 C.电阻R断路 D.电阻R短路【答案】D【详解】由电路图可知,灯泡L与电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压,因过了一会儿灯L突然变亮,两表示数都变大,所以,电路是通路;因此时灯泡发光,所以,灯泡不可能短路,而当R短路时,电路中总电阻变小,电流变大,所以电流表示数变大,且此时电路中只有灯泡L工作,所以灯泡L两端的电压此时等于电源电压,比串联时灯泡两端电压大,所以电压表示数变大,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。37.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,两电表同时发生同向偏转,则下列判断正确的是()A.灯L一定断路B.电阻R可能断路C.电阻R可能短路D.灯L一定熄灭【答案】D【详解】A.若灯L断路,电压表和电流表示数都减小为0,两电表同时同向偏转;若灯L短路,两电表示数都变大,也会同时同向偏转,故A错误;B.若电阻R断路,电路断路,电流表示数减小,电压表示数增大为电源电压,故B错误;C.若电阻R短路,电压表示数减小为0,电路总电阻减小,电流变大,电流表示数变大,故C错误;D.无论是灯L短路或者断路,灯L一定熄灭,故D正确。故选D。38.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表、电流表均有示数,将滑动变阻器的滑片P向左移动,一会儿发现电压表和电流表示数的比值变小,则下列判断中正确的是()A.电阻R1短路,电压表的示数变大B.电阻R1断路,电流表的示数变大C.滑动变阻器短路,电压表的示数变小D.滑动变阻器断路,电压表的示数变小【答案】C【详解】由图得,定值电阻R1与变阻器R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量变阻器的电压。闭合开关S,电压表、电流表均有示数,将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器接入电路中电阻变大,一会儿发现电压表和电流表示数的比值变小。A.电阻R1短路,电路为变阻器的简单电路,电压表的示数变大,电流表示数也变大,电压表和电流表示数的比值为变阻器接入电路中的电阻,则比值变大,故A错误;B.电阻R1断路,电路中没有电流,电流表、电压表无示数,故B错误;C.滑动变阻器短路,电压表示数为0,则电压表的示数变小,电流表示数变大,因此电压表和电流表示数的比值变小,故C正确;D.滑动变阻器断路,电压表的示数几乎等于电源电压,电流表的示数接近0,则电压表和电流表示数的比值变大,故D错误。故选C。39.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作,可是过了一会儿,电流表的示数变大,电压表示数变小。则下列对该电路故障分析正确的是(
)A.电阻R断路 B.电阻R被短路C.灯泡L可能断路 D.灯泡L可能短路【答案】B【详解】由电路图知,灯泡与电阻R串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流;电流表的示数变大,说明电路中总电阻减小,存在短路故障,电压表的示数变小,说明与电压表并联的电阻R短路;若断路,电流表没有示数;若灯L短路了,则灯泡两端电压为0,电阻R的电压增大,电压表的示数变大,故ACD错误,B正确。故选B。【题型8电阻的测量】40.下列事例中,研究方法运用“控制变量法”的是()A.探究串联电路中电流的规律B.探究液体内部压强与深度的关系C.探究串联电路中电阻的规律D.马德堡半球实验【答案】B【详解】A.探究串联电路中电流的规律,运用的是归纳法,故A不符合题意;B.液体内部压强与液体密度和液
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